“FUNCIONAMIENTO TERMOELÉCTRICO”

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Componentes principales de una central térmica convencional

Caldera

Dentro de esta el agua se transforma en vapor, cambiando de su estado líquido al gaseoso. Esta acción se produce gracias a la combustión del gas natural (o cualquier otro combustible fósil que pueda utilizar la central), con la que se generan gases a muy alta temperatura que al entrar en contacto con el agua líquida la convierten en vapor.

El agua que se transforma en vapor circula por unas cañerías llamadas serpentines, donde se produce el intercambio de calor entre los gases de la combustión y el agua.

Turbina de vapor

Esta se encarga de recolectar todo el vapor que sea posible y que, gracias a un complejo sistema de presiones y temperaturas, consigue que se mueva el eje que la atraviesa. Esta turbina normalmente tiene varias fases, de alta, media y baja presión, para aprovechar al máximo todo el vapor de la caldera.

El eje de la turbina, el cual es el que atraviesa los diferentes cuerpos está conectado con el generador.

Generador

En este se recolecta toda la energía mecánica generada en el eje que atraviesa la turbina y la transforma en eléctrica mediante inducción electromagnética. Las centrales eléctricas transforman la energía mecánica del eje en una corriente eléctrica trifásica y alterna.

Impactos medioambientales de las centrales térmicas convencionales

La incidencia de este tipo de centrales sobre el medio ambiente se produce de dos maneras básicas:

- Emisión de residuos a la atmósfera

- Este tipo de residuos provienen de la combustión de los combustibles fósiles que utilizan las centrales térmicas convencionales para funcionar y producir electricidad. Esta combustión genera partículas que van a parar a la atmósfera, pudiendo perjudicar el entorno del planeta.

Por ello, las centrales térmicas convencionales disponen de chimeneas de gran altura que dispersan estas partículas y reducen, localmente, su influencia negativa en el aire.

Además, las centrales termoeléctricas disponen de filtros de partículas que retienen una gran parte de estas, evitando que salgan al exterior.

Transferencia térmica

Algunas centrales térmicas (las denominadas de ciclo abierto) pueden provocar el calentamiento de las aguas del río o del mar.

Este tipo de impactos en el medio se solucionan con la utilización de sistemas de refrigeración, cuya tarea principal es enfriar el agua a temperaturas parecidas a las normales para el medio ambiente y así evitar su calentamiento.

Otros conceptos básicos

Energía Eléctrica

La energía eléctrica o electricidad es un fenómeno físico que se origina básicamente de la interacción de varias cargas eléctricas. Como las que poseen los electrones y los protones, las dos partículas subatómicas principales que pueden originar la aparición de energía eléctrica.

La electricidad se puede originar o transmitir provocando el movimiento de cargas eléctricas de un punto a otro. Esta situación es muy común ya en la propia Naturaleza, dado que la energía eléctrica se manifiesta de diversas formas y maneras, debido a que pueden ser transformándose en otros tipos de energía. Principio fundamental en el cual se basa el proyecto, el principio de la conservación de la energía.

Ejemplos en la vida cotidiana de este fenómeno son: las tormentas eléctricas o el sistema nervioso de los seres vivos. La rama que estudia la interacción de las cargas eléctricas cuando estas están en reposo se denomina electrostática.

Tipos de corriente eléctrica

El movimiento de electrones o cargas negativas del generador se produce desde su polo positivo, es decir, de donde salen los electrones hasta su polo negativo que es el lugar a donde regresan los electrones. Cuando dicho flujo se genera a la inversa, se considera que la corriente es negativa. De esta manera y dependiendo del sentido del movimiento de dichos electrones, se puede clasificar la corriente eléctrica en:

Corriente continúa

Se caracteriza porque los electrones se mueven en un solo sentido por el hilo conductor. Ejemplos de generadores de corriente continua son las pilas o las dinamos.

Corriente alterna

Tiene como característica principal que los polos del generador cambian de negativo a positivo en el mismo periodo, provocando que el flujo de electrones no se mantenga el mismo sentido. La generación de este tipo de corriente la llevan a cabo los alternadores.

Calor

Es la energía intercambiada entre un sistema y otro, se lleva a cabo como consecuencia de las diferencias de temperatura.

- Es positivo cuando va hacia el sistema e incrementa su energía interna.

- Es negativo cuando sale del sistema, y disminuye su energía interna.[pic 2][pic 3][pic 4]

De TA a TB, el calor absorbido se obtiene multiplicando la masa (o el número de moles n) por el calor específico Ce y por la diferencia de temperatura.

Q = n Ce (TB - TA)

Cuando no hay intercambio de energía entre dos sistemas, decimos que están en equilibrio térmico, es decir la misma cantidad de energía fluye en la misma dirección no habiendo intercambio neto

Esto viene referido a la ley de la conservación de la energía, que dice: la materia no se crea ni se destruye solo se transforma, es decir que la cantidad de energía eléctrica pérdida debido a diferencia de temperatura se va a transformar en calor.

Materiales

La elección de los materiales a utilizar se realizó de acuerdo a las características del funcionamiento. A continuación, se enlistan los materiales a utilizar en el prototipo y una breve descripción de los criterios para su elección.

Para la caldera:

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Material